Reduzierung der Ausscheidung von Abfallprodukten durch Nährstoffkontrolle: Mögliche Strategien zur Maximierung der Produkt- und Zellausbeute in Serumkulturen von Säugetierzellen

In Kultur gewachsene Säugetierzellen scheiden Milchsäure und Ammoniumionen in Mengen aus, die das Wachstum begrenzen und die Produktbiosynthese reduzieren können. Häufiges Nachfüllen des Kulturmediums ist oft notwendig, um eine Ansammlung von Abfallprodukten zu verhindern, die das Zellwachstum hemmen könnte. Da eine erhöhte Nachfüllung des Mediums zu einem erhöhten Verbrauch von Fetalserum führt, dem teuersten Rohstoff, senkt eine exzessive Produktion von Abfallprodukten die Zell- und Produktausbeute auf Serum und erhöht somit die Produktionskosten. Strategien zur Reduzierung der Produktion von Milchsäure und Ammonium durch Säugetierzellen durch kontrollierte Zugabe von Glukose und Glutamin werden demonstriert. Mathematische Zusammenhänge, die die Kinetik von Ammonium und Glutamin koppeln, werden beschrieben. Darüber hinaus wurde eine Methode zur automatischen Online-Schätzung der Zellkonzentration entwickelt. Diese Methode beinhaltet die Berechnung der ATP-Produktionsrate aus der Sauerstoffaufnahme und der Milchsäureproduktionsrate. Die automatische Online-Schätzung der Zellkonzentration ist entscheidend, wenn die Nährstoffspiegel in großen Kulturen von Säugetierzellen genau über Prozesskontrolle aufrechterhalten werden sollen.